DE102021100518A1

DE102021100518A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung aus einem Kunststoffwerkstoff auf eine Trägerfläche

Info

Publication number: DE102021100518A1
Application number: DE102021100518.3A
Authority: DE
Inventors: Alfred F. Hradil
Original assignee: Cure 44 GmbH
Current assignee: EOS-HOLDING GMBH, DE
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2041-01-14
Also published as: DE102021100518B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung aus einem Kunststoffwerkstoff auf einer Trägerfläche (4) mittels einer Sprüh- oder Schleudervorrichtung (2), der als aufzutragende Auftragmasse (6) als ein Bestandteil eine flüssige, insbesondere harzartige, ggf. mit Additiven versehene, aushärtbare Kunststoffmasse zugeführt wird, die auf eine Auftragfläche (40) der Trägerfläche (4) aufgesprüht oder aufgeschleudert und zumindest soweit gehärtet wird, dass ein Verfließen unterbunden ist. Eine effiziente Beschichtung wird dadurch erreicht, dass die Auftragmasse (6) aus einer Mischung der Kunststoffmasse mit Fasern (60) gebildet wird, wobei der Kunststoffmasse als Fasern (69) magnetisch wirksame, insbesondere metallisierte, Fasern einer Länge von bis zu 2 cm beigemischt sind oder werden und dass beim Aufbringen der Beschichtung ein mit den Fasern (60) zusammenwirkendes Magnetfeld (7) erzeugt wird (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung aus einem Kunststoffwerkstoff auf einer Trägerfläche mittels einer Sprüh- oder Schleudervorrichtung, der als aufzutragende Auftragmasse als ein Bestandteil eine flüssige, insbesondere harzartige, ggf. mit Additiven versehene, aushärtbare Kunststoffmasse zugeführt wird, die auf eine Auftragfläche der Trägerfläche aufgesprüht oder aufgeschleudert und zumindest soweit gehärtet wird, dass ein Verfließen unterbunden ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und auf Anwendungen des Verfahrens.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind in der DE 10 2015 105 680 A1 angegeben. Bei diesem bekannten Verfahren und der Vorrichtung wird zur Innenbeschichtung einer Rohrleitung eine aushärtbare Kunststoffmasse mittels einer im Rohr verfahrbaren Sprüh- oder Schleudervorrichtung zur Sanierung auf der Rohrinnenfläche aufgetragen und mittels einer Aushärtevorrichtung zumindest teilweise gehärtet. Für die Härtung wird z. B. Heißluft verwendet, als Alternativen sind auch UV- und/oder IR-Strahlung genannt. Unter anderem wegen des relativ hohen Energiebedarfs zur Härtung der aufgetragenen, noch fließfähigen Auftragmasse und Einhaltung vielfältiger Parameter in Abhängigkeit der Auftragmasse, der Sprühbedingungen und unterschiedlicher örtlicher Gegebenheiten gestaltet sich die Ausbildung einer anforderungsgerechten homogenen Beschichtung der Rohrinnenfläche schwierig und aufwendig.
In der EP 2 794 118 B1 sind ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen einer härtbaren Kunststoffbeschichtung in einer rohrförmigen Konstruktion vorgeschlagen, wobei als Beschichtungsmaterial ein härtbarer Kunststoff aus einer ersten und zweiten Komponente verwendet und auf die Innenwandfläche des Rohres aufgesprüht wird. Als härtbarer Kunststoff ist z. B. Epoxydharz genannt. Zum Reinigen wird ein Reinigungsfluid mittels einer Reinigungsvorrichtung zugeführt. Mit der Verwendung zweier Komponenten ist zusätzlicher Aufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung aus einem Kunststoffwerkstoff auf einer Trägerfläche mittels einer Sprüh- oder Schleudervorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. der die Ausbildung der Beschichtung möglichst gut steuerbar ist und eine möglichst hohe Beschichtungsqualität erhalten wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass die Auftragmasse aus einer Mischung der Kunststoffmasse mit Fasern gebildet wird, wobei der Kunststoffmasse als Fasern magnetisch wirksame, insbesondere metallisierte, Fasern einer Länge von bis zu 2 cm beigemischt sind oder werden und dass beim Aufbringen der Beschichtung ein mit den Fasern zusammenwirkendes Magnetfeld erzeugt wird.
Bei der Vorrichtung ist vorgesehen, dass diese mit einer den Beschichtungsprozess unterstützenden Magnetfelderzeugungsvorrichtung versehen ist, wobei die Fasern der Auftragmasse als magnetisch wirksame, insbesondere metallisierte, Fasern einer Länge von bis zu 2 cm ausgebildet sind und ein erzeugtes Magnetfeld zum Halten der Fasern mit Kunststoffmasse auf der Trägerfläche ausbildbar ist zumindest bis die aufgesprühte oder aufgeschleuderte Auftragmasse soweit ausgehärtet ist, dass ein Verfließen unterbunden ist.
Durch die Zumischung der Fasern in die Kunststoffmasse und so gebildeten Auftragmasse wird ein Kunststoff-Verbundwerkstoff erhalten, der eine hohe Stabilität der Beschichtung ergibt. Dabei wird die Ausbildung der Beschichtung mittels des bei dem Sprüh- oder Schleudervorgang bzw. Beschichtungsvorgang erzeugten Magnetfelds wesentlich mitbestimmt. Die magnetisch wirksamen Fasern, die bei der Beschichtung auf das Magnetfeld ansprechen, können bereits auf dem Sprüh- bzw. Schleuderweg und/oder beim Auftragen auf die Trägerfläche in einer durch die Magnetfeldlinien gegebenen und dadurch vorbestimmbaren Vorzugsrichtung zumindest teilweise orientiert werden. Dabei kann auf den Grad der Ausrichtung auch über die Stärke des Magnetfelds Einfluss genommen werden. Auf der Auftragfläche wird die aufgetragene Auftragmasse mittels des Magnetfelds gehalten, so dass ein Verfließen in Folge wirkender Schwerkraft weitgehend verhindert, zumindest aber wesentlich verlangsamt wird, bis der Aushärtungsprozess soweit fortgeschritten ist, dass ein Verfließen auch ohne weiterhin wirksames Magnetfeld unterbunden ist. Somit wird durch das Zusammenwirken des Magnetfelds mit der Auftragmasse beim Beschichtungsvorgang die Beschichtung gut steuerbar bzw. regelbar. Auch kann die Ausrichtung der Fasern, z. B. um eine Verstärkung der Beschichtung in einer bestimmten Richtung zu erreichen, in gewünschter Weise beeinflusst werden. Insgesamt wird der Beschichtungsprozess in gewünschter Weise optimierbar, da dem Einfluss unterschiedlicher Parameter in definierter Weise entgegengewirkt werden kann bzw. verschiedene Parameter, wie Fließfähigkeit, Energiezufuhr für den Härteprozess, Schichtdickensteuerung gezielter hinsichtlich der gewünschten Ausbildung der Beschichtung festgelegt werden können. Der Anteil und die Art der Fasern können dabei je nach erforderlicher Funktion der Beschichtung gewählt werden.
Für die Ausbildung der Beschichtung ist dabei vorteilhaft, dass die Fasern beim Sprüh- bzw. Schleudervorgang über den Sprüh- bzw. Schleuderweg und/oder beim Auftragen auf die Auftragfläche mittels des Magnetfelds zumindest überwiegend in eine Vorzugsrichtung ausgerichtet werden.
Dabei lassen sich, je nach Einsatzzweck, Auftragmassen mit unterschiedlichen Fasern dadurch bereitstellen, dass als Fasern aus Einzelfilamenten gebildete Multifilamentfasern eingemischt werden. Derartige Multifilamentfasern bzw. Rovings können nach Vorgabe hergestellt werden.
Dabei bestehen weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darin, dass als Fasern solche mit magnetisch wirksamen Einzelfilamenten verwendet werden oder dass Fasern verwendet werden, in die weich- und/oder hartmagnetische Pulverteilchen eingebracht sind. Beispielsweise können als hartmagnetische Pulverteilchen anisotrope Materialien z. B. aus Ferritmaterial und/oder Seltenerdmaterial verwendet werden, die im Zusammenwirken mit dem Magnetfeld vorteilhafte Ausrichtmöglichkeiten bieten.
Der Beschichtungsvorgang lässt sich vorteilhaft dadurch beeinflussen, dass das Magnetfeld zumindest an der Trägerfläche im Bereich der Auftragfläche mindestens solange aufrechterhalten wird, bis die durch die Auftragmasse gebildete Beschichtung soweit ausgehärtet ist, dass ein Verfließen unterbunden ist.
Ein vorteilhafter Aufbau der Beschichtung wird auch dadurch erreicht, dass als Fasern, insbesondere metallisierte, Kohlenstofffasern verwendet werden.
Eine vorteilhafte Beschichtung wird dadurch erhalten, dass als, ggf. mit Additiven versehene, Kunststoffmasse ein Epoxydharz verwendet wird.
Verschiedene Ausgestaltungsvarianten des Verfahrens ergeben sich dadurch, dass als, ggf. mit Additiven versehene, Kunststoffmasse eine mittels Wärme und/oder UV-Strahlung aushärtbare Kunststoffmasse verwendet wird. Dabei kann die Kunststoffmasse ihrerseits weich- oder hartmagnetische Pulverteilchen enthalten, die im Zusammenwirken mit dem Magnetfeld zur zusätzlichen Stabilisierung der Beschichtung beitragen können.
Verschiedene weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten des Verfahrens bestehen darin, dass zum Erzeugen der Wärme eine Strahlungswärme erzeugende Vorrichtung, eine Elektrowärme erzeugende Vorrichtung, eine Induktionswärme erzeugende Vorrichtung und/oder eine Warmlufterzeugungsvorrichtung verwendet wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten des Verfahrens und auch der Vorrichtung bestehen darin, dass das Magnetfeld mittels einer Permanentmagnetanordnung und/oder einer Elektromagnetanordnung erzeugt wird. Eine Permanentmagnetanordnung ist z. B. vorteilhaft, wenn keine zusätzliche Energiequelle für die Magnetfelderzeugung verwendet werden soll und/oder z. B. ein bestimmter Magnetfeldverlauf für eine Vielzahl gleicher Beschichtungen anzuwenden ist. Mittels zusätzlicher Komponenten, wie z. B. einer Anordnung aus magnetisch leitenden und magnetisch nicht leitenden Bauteilen, kann das Magnetfeld auch dabei in geeigneter Weise geformt werden. Mittels einer Elektromagnetanordnung kann z. B. die Stärke des Magnetfelds in Abstimmung auf eine gegebene Anforderung variiert werden. Auch hierbei lassen sich die magnetischen Feldlinien durch magnetisch leitende und magnetisch nicht leitende Komponenten beeinflussen.
Die Vorteile der vorstehend zum Verfahren genannten Maßnahmen ergeben sich auch bei entsprechender Ausbildung der Vorrichtung.
Ist bei der Vorrichtung vorgesehen, dass sie eine Transportvorrichtung zum gesteuerten oder geregelten Verfahren zumindest einer Sprüh- bzw. Schleudereinheit der Sprüh- oder Schleudervorrichtung relativ zur Trägerfläche aufweist, an die die Sprüh- oder Schleudervorrichtung angekoppelt oder ankoppelbar ist, so kann die Beschichtung vorteilhaft auch bei ausgedehnten bzw. stationären Trägerflächen aufgetragen werden. Beispielsweise kann die Transportvorrichtung ein verfahrbarer Roboter und/oder ein räumlich bewegbarer Roboterarm sein.
Eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens besteht darin, dass die Trägerfläche von einer Innenfläche einer zu sanierenden Rohrwandung gebildet wird, wobei die Sprüh- oder Schleudervorrichtung in Richtung der Rohrlängsachse bewegt wird.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung des Verfahrens besteht darin, dass die Trägerfläche von einer Formfläche gebildet wird, die aus magnetisch wirksamem oder magnetisch unwirksamem Material gebildet ist. Bei dieser Ausbildung, die sich z. B. zur Herstellung einer großen Anzahl selbsttragender Formteile gut eignet, wie z. B. von Karosserieteilen im Fahrzeugbau oder von Gehäuse-Verkleidungsteilen, kann das mit der Sprüh- oder Schleudervorrichtung zusammenarbeitende Magnetfeld räumlich sehr präzise vorgegeben werden.
Bei einer solchen Anwendung ist für die Herstellung eines selbsttragenden Formteils vorteilhaft vorgesehen, dass die Beschichtung auf eine auf der Trägerfläche gebildeten Trennschicht aufgesprüht bzw. aufgeschleudert wird und nach ihrem Aushärten als selbsttragendes Formteil zur Verfügung gestellt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 Eine schematische seitliche Darstellung einer Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung auf eine Trägerfläche mit einer Sprühvorrichtung und
2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung auf der Innenwandfläche eines Rohres mit einer Sprüh- oder Schleudervorrichtung und einem Auftragmittelspeicher in seitlicher Ansicht.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Auftragen einer Beschichtung (Auftragvorrichtung) auf eine Trägerfläche 4. Die Auftragvorrichtung 1 weist eine Sprühvorrichtung 2 mit einer Sprüheinheit 10 auf, die ausgangsseitig mindestens eine Sprühdüse umfasst, aus der eine Sprühmasse 6 in Richtung auf die Trägerfläche 4 ausgesprüht wird. Der Sprüheinheit 10 wird mittels einer Pumpe aus einem Sprühmittelspeicher 11 über einen Zuführstrang 12 die Sprühmasse bzw. Auftragmasse unter Steuerung mittels einer Sprühsteuerung 100 gesteuert oder geregelt zugeführt, wobei auch die über die Sprüheinheit 10 abgegebene Menge der Sprüh- bzw. Auftragmasse 6 steuerbar oder regelbar ist.
Die Auftragmasse besteht aus einer aushärtbaren Kunststoffmasse, die ggf. mit Additiven versehen ist, und in die Kunststoffmasse eingemischten Fasern, insbesondere Kohlenstofffasern. Die Kunststoffmasse besteht vorzugsweise in einem aushärtbaren Harz, insbesondere Epoxydharz, wobei ein einkomponentiges Harz bevorzugt wird, jedoch auch ein mehrkomponentiges Harz in Frage kommen kann, was allerdings mit zusätzlichem konstruktivem und verfahrenstechnischem Aufwand verbunden ist. Als Kunststoffmasse bzw. Harzmasse kommt insbesondere eine mittels wärme aushärtbare Kunststoffmasse in Frage, alternativ auch z. B. eine mittels UV-Strahlung aushärtbare Kunststoffmasse, wie auch in den eingangs genannten Druckschriften zum Stand der Technik angegeben.
Bei den Fasern handelt es sich um kurze Fasern einer maximalen Länge von bis zu 1 oder 2 cm, wobei je nach auszubildender Beschichtung und Anwendungsfall, wie z. B. Herstellung eines selbsttragenden Verkleidungsteils oder einer Rohrinnenbeschichtung bei einer Rohrsanierung, die Faserlänge geeignet zu wählen ist. Bei faserverstärkten Verkleidungsteilen kommen dabei eher längere Fasern zur Anwendung. Bevorzugte Faserlängen liegen z. B. im Bereich von 1 mm bis 3 mm oder 5 mm oder bis 1 cm oder 2 cm, wobei auch kürzere Faserlängen bzw. Mikrofasern z. B. bei auszubildenden Feinstrukturen in Frage kommen können. Vorzugsweise kommt als Fasermaterial kohlenstoffbasiertes Fasermaterial zur Anwendung. Die Fasern können in Monofilamenten bestehen, bevorzugt werden aber Multifilamentfasern aus einer Vielzahl von Monofilamenten (Einzelfilamenten) verwendet.
Die verwendeten Fasern sind magnetisch wirksam ausgebildet, das heißt sie sprechen auf von einem Magnetfeld erzeugte Magnetkräfte an. Dadurch können sie durch gezielt vorgegebene magnetische Feldlinienverläufe und Magnetfeldstärken z. B. bereits auf dem Sprühweg bzw. ihrer Flugbahn und/oder auch noch auf der Trägerfläche ausgerichtet werden, bevor das Fortschreiten eines Härteprozesses ein weiteres Ausrichten verhindert. Zusätzlich oder alternativ können die magnetisch wirksamen Fasern auch genutzt werden, um ein Verfließen der auf die Trägerfläche gelangten Sprühmasse bzw. Auftragsmasse 6 zumindest zu hemmen bzw. weitgehend zu unterbinden, bevor die Härtung soweit fortgeschritten ist, dass ein Verflie-ßen, insbesondere in Folge Schwerkraft bei schrägen oder gekrümmten Trägerflächen 4, verhindert ist.
Die magnetischen Haltekräfte bzw. Ausrichtkräfte können zum einen durch die Stärke des erzeugten Magnetfelds 30 und/oder dessen Ausrichtung und zum anderen durch den Gehalt der Fasern an magnetisch wirksamer Substanz einem jeweiligen Einsatzzweck entsprechend angepasst werden. Beispielsweise kann die Ausbildung der magnetischen Haltekräfte und/oder Ausrichtkräfte in Abhängigkeit von der Viskosität des Kunststoff- bzw. Harzmaterials, der gewünschten Dicke der Beschichtung, wodurch die Masse bzw. Gewichtskraft wesentlich beeinflusst wird, und/oder der Härtungsgeschwindigkeit gewählt werden.
Zum Ausbilden des Magnetfelds 30 ist eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung 3 z. B. aus einer Permanentmagnetanordnung und/oder einer Elektromagnetanordnung vorhanden, die in 1 (und auch 2) lediglich schematisch gezeigt ist und je nach Anwendungsfall, wie geometrische und physikalische Eigenschaften der Trägerfläche 4, Anforderungen an die herzustellende Beschichtung, jeweils geeignet anzupassen ist.
Die Fasern 60 können in unterschiedlicher Weise magnetisch wirksam aufbereitet werden. Beispielsweise können sie mit magnetisch wirksamem Metall metallisiert werden. Dies gilt sowohl für Monofilamentfasern als auch für Multifilamentfasern (bzw. Rovings). Als magnetisch wirksame Substanzen kommen weichmagnetische Substanzen oder hartferretische Substanzen, beispielsweise auch als Mirkopartikel in der Größenordnung von z. B. einem oder einigen Mikrometern oder auch darunter in Betracht. Auch andere magnetisch wirksame Substanzen, wie Seltenerd-Magnetpartikel, können in die Fasern eingebracht werden. Bei Multifilamentfasern, die z. B. aus mehreren hundert oder auch tausend und mehr Einzelfilamenten bestehen können, ist es auch möglich, z. B. in ein Bündel aus Kohlenstofffasern magnetisch wirksame Metallfasern einzubinden. Die Faserbündel können mehr oder weniger lose bzw. kompakt ausgebildet sein.
Bei einer in 1 gezeigten Auftragvorrichtung 1 handelt es sich beispielsweise um eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verkleidungsteils, wie z. B. eines Formteils für eine Kraftfahrzeugkarosserie oder ein Verkleidungsteil für ein Gehäuse. Ähnlich kann auch z. B. ein Rumpf oder Rumpfteil eines Schiffes als Verbundbauteil aus einem eine Kunststoffmasse mit eingebetteten Fasern aufgebauten Faserverbundwerkstoff hergestellt werden, wobei insbesondere Kohlenstofffasern in Betracht kommen. Die Sprühmasse 6 bzw. Auftragmasse wird gesteuert über eine Sprühsteuerung 100 auf eine Auftragfläche 40 der Trägerfläche 4 beispielsweise mit horizontaler Vorzugsrichtung (x-Richtung) auf die mit wesentlichen Komponenten in Schwerkraftrichtung (y-Richtung) verlaufende Trägerfläche 4 aufgesprüht bzw. aufgeschleudert. Die dritte Raumrichtung (z-Richtung) der Trägerfläche 4 verläuft bei der Darstellung nach 1 senkrecht zur Zeichenebene. Das Magnetfeld 30 ist beispielsweise so ausgerichtet, dass die Fasern 60 der Sprüh- bzw. Auftragmasse 6 vorzugsweise in Schwerkraftrichtung orientiert werden. Bei Drehung der Magnetfelderzeugungsvorrichtung 3 in z-Richtung (Nord-Süd-Verlauf der Feldlinien) werden die Fasern 60 senkrecht zur Schwerkraftrichtung y ausgerichtet. Das Magnetfeld 30 kann auch in verschiedenen räumlichen Orientierungen ausgerichtet werden und in seiner Stärke so vorgegeben werden, dass die Ausrichtung der Fasern 60 mehr oder weniger entlang einer Vorzugsrichtung ausgerichtet werden. Auf diese Weise lassen sich Formteile unterschiedlicher Kräftebeanspruchung herstellen. Das Magnetfeld 30 im Zusammenwirken mit den Fasern 60 und damit der Sprüh- bzw. Auftragmasse 6 lässt sich auch im Wesentlichen, abgestimmt auf die Eigenschafen der Auftragmasse 6, so vorgeben, dass eine homogene Verteilung der Faserausrichtung über die Auftragfläche 40 bzw. Trägerfläche 4 erreicht wird und das Magnetfeld einem Verfließen der Auftragmasse auf der Auftragfläche 40 bis zur zumindest ein Verfließen verhindernden Aushärtung der Auftragmasse 6 entgegenwirkt. Die Härtung wird mittels einer Härtevorrichtung 5 vorgenommen, insbesondere einer Wärme-Härtevorrichtung, z. B. einer Härtevorrichtung 5 auf Basis einer Wärmestrahlung (IR-Strahlung) und/oder einer Warmluft-Härtevorrichtung und/oder einer Stromwärme- oder Induktionswärme-Härtevorrichtung.
Die hergestellte Beschichtung kann z. B selbsttragend sein, wobei im Übergangsbereich zwischen Trägerfläche 4 und Sprühmasse 6 ein Trennmittel vorgesehen sein kann. Die Trägerfläche 4 kann, zur Formung des Magnetfelds 30, mit magnetisch leitenden und magnetisch nicht leitenden Teilkomponenten ausgestaltet sein. Die Magnetfelderzeugungsvorrichtung 3 kann bezüglich der Sprüheinheit 10 hinter der Trägerfläche 4 (wie in 1 gezeigt) oder zwischen der Sprüheinheit 10 und der Trägerfläche 4 angeordnet sein oder auch Komponenten vor und hinter der Trägerfläche 4 aufweisen.
2 zeigt ein alternatives Anwendungsbeispiel für die Auftragvorrichtung 1, nämlich zur Auftragung einer Beschichtung 7 auf einer Rohrinnenwandfläche als Trägerfläche 4. Die Auftragmasse bzw. Sprüh- oder Schleudermasse ist dabei ebenfalls, wie vorstehend beschrieben, aus einer Kunststoffmasse (ggf. mit Additiven) und eingemischten Fasern 60, insbesondere Kohlenstofffasern, gebildet und wird über einen Zuführstrang 12 aus dem Sprüh- bzw. Schleudermittelspeicher 11 zugeführt. In einem Vorratsbehälter 13 ist die Kunststoffmasse bzw. Harzmasse bevorratet, die über eine Anschlussleitung 14 nach Bedarf in den Sprüh- bzw. Schleudermittelspeicher 11 transportiert wird. Über eine Zumischeinheit 15 können die Fasern 60 zugeführt werden, um die Sprüh- bzw. Auftragmasse 6 zu erhalten. Die Sprüh- bzw. Schleudervorrichtung weist beispielsweise mehrere um eine Mittellängsachse M in Umlaufrichtung angeordnete Sprühdüsen auf, über die die Sprühmasse 6 auf die Innenwandfläche des Rohres, z. B. zum Sanieren des selben, auf die (momentane) Auftragfläche 40 aufgesprüht wird, und anschließend erfolgt eine Verfestigung mittels der Härtevorrichtung 5, z. B. mittels Wärmestrahlung und/oder Warmluft. Die Sprüh- bzw. Schleudervorrichtung kann dabei so ausgeführt sein, wie in der eingangs genannten Druckschrift DE 10 2015 105 680 A1 näher (auch mit möglichen Alternativen) ausgeführt ist. Somit kann die Sprüheinheit 10 anstelle von mehreren rundum ortsfest um einen Sprühkopf angeordnete Düsen auch einen um die Mittellängsachse M rotierenden Sprühkopf bzw. Schleuderkopf mit einer oder mehreren Sprühdüsen bzw. Schleuderdüsen aufweisen und auch eine Düsenverstellung in der Mittellängsebene des Rohres, d. h. in unterschiedlichen Winkeln relativ zur Mittellängsachse ist denkbar. Die Sprühvorrichtung oder Schleudervorrichtung kann beim Sprühvorgang bzw. Schleudervorgang entlang der Mittellängsachse in einer Bewegungsrichtung B gesteuert oder geregelt verfahren werden. Ein Aufsprühen der Auftragmasse 6 kommt vorzugsweise bei Rohrdurchmessern ab 50 cm oder 60 cm Durchmesser zur Anwendung, bei kleineren Durchmessern bis 50 cm oder 60 cm kommt vorzugsweise ein Aufschleudern zur Anwendung.
Vorliegend ist erfindungswesentlich die Magnetfelderzeugungsvorrichtung 3 vorhanden, die im Bereich des Sprühkegels, des Schleuderbereichs und/oder der Auftragfläche 40 wirksam ist, und mit den magnetisch wirksam (wie vorstehend beschrieben) ausgebildeten Fasern 60 zu deren Ausrichtung und/oder Halten auf der Auftragfläche 40 zusammenwirkt, zumindest bis ein Verfestigen der Auftragmasse 6 auf der Auftragfläche 40 soweit fortgeschritten ist, dass ein Verfließen in Folge der Schwerkraft verhindert oder zumindest weitgehend gehemmt ist.
Unter Wirkung des Magnetfelds 30 auf die magnetisch wirksam ausgebildeten Fasern 60 lässt sich die Herstellung der Beschichtung in wesentlichen Eigenschaften steuern bzw. gezielt regeln und auch z. B. der Energieaufwand beim Härteprozess deutlich verringern und damit eine effiziente Herstellung der Beschichtung erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015105680 A1 [0002, 0033]
EP 2794118 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Auftragen einer Beschichtung aus einem Kunststoffwerkstoff auf einer Trägerfläche (4) mittels einer Sprüh- oder Schleudervorrichtung (2), der als aufzutragende Auftragmasse (6) als ein Bestandteil eine flüssige, insbesondere harzartige, ggf. mit Additiven versehene, aushärtbare Kunststoffmasse zugeführt wird, die auf eine Auftragfläche (40) der Trägerfläche (4) aufgesprüht oder aufgeschleudert und zumindest soweit gehärtet wird, dass ein Verfließen unterbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragmasse (6) aus einer Mischung der Kunststoffmasse mit Fasern (60) gebildet wird, wobei der Kunststoffmasse als Fasern (69) magnetisch wirksame, insbesondere metallisierte, Fasern einer Länge von bis zu 2 cm beigemischt sind oder werden und dass beim Aufbringen der Beschichtung ein mit den Fasern (60) zusammenwirkendes Magnetfeld (7) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (60) beim Sprüh- oder Schleudervorgang über den Sprühweg bzw. Schleuderweg und/oder beim Auftragen auf die Auftragfläche (40) mittels des Magnetfelds zumindest überwiegend in eine Vorzugsrichtung ausgerichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasern (60) aus Einzelfilamenten gebildete Multifilamentfasern eingemischt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasern (60) solche mit magnetisch wirksamen Einzelfilamenten verwendet werden oder dass Fasern (60) verwendet werden, in die weich- und/oder hartmagnetische Pulverteilchen eingebracht sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld zumindest an der Trägerfläche (4) im Bereich der Auftragfläche (40) mindestens solange aufrechterhalten wird, bis die durch die Sprühmasse (6) gebildete Beschichtung soweit ausgehärtet ist, dass ein Verfließen unterbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasern (60), insbesondere metallisierte, Kohlenstofffasern verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als, ggf. mit Additiven versehene, Kunststoffmasse ein Epoxydharz verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als, ggf. mit Additiven versehene, Kunststoffmasse eine mittels Wärme und/oder UV-Strahlung aushärtbare Kunststoffmasse verwendet wird, die ihrerseits weich- oder hartmagnetische Pulverteilchen enthalten kann.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der Wärme eine Strahlungswärme erzeugende Vorrichtung, eine Elektrowärme erzeugende Vorrichtung, eine Induktionswärme erzeugende Vorrichtung und/oder eine Warmlufterzeugungsvorrichtung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld (30) mittels einer Permanentmagnetanordnung und/oder einer Elektromagnetanordnung erzeugt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Sprühvorrichtung (2) oder Schleudervorrichtung, die zum Aufsprühen bzw. Aufschleudern einer Kunststoffmasse mit eingemischten Fasern (60) und ggf. Additive enthaltenden, mittels einer Zuführvorrichtung zugeführten Auftragmasse (6) als Beschichtung auf eine Trägerfläche (49) ausgebildet ist, und mit einer Härtevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer den Beschichtungsprozess unterstützenden Magnetfelderzeugungsvorrichtung (3) versehen ist, wobei die Fasern (69) der Auftragmasse (6) als magnetisch wirksame, insbesondere metallisierte, Fasern (69) einer Länge von bis zu 2 cm ausgebildet sind und ein erzeugtes Magnetfeld (30) zum Halten der Fasern (60) mit Kunststoffmasse auf der Trägerfläche (4) ausbildbar ist zumindest bis die aufgesprühte oder aufgeschleuderte Auftragmasse soweit ausgehärtet ist, dass ein Verfließen unterbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfelderzeugungsvorrichtung (3) eine Permanentmagnetanordnung und/oder eine Elektromagnetanordnung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtevorrichtung (5) zum Härten der aus der Auftragmasse (6) auf der Trägerfläche (4) aufgetragenen Beschichtung eine Aufwärmvorrichtung und/oder eine UV-Strahlervorrichtung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Transportvorrichtung zum gesteuerten oder geregelten Verfahren zumindest einer Sprüh- oder Schleudereinheit (10) der Sprüh- oder Schleudervorrichtung (2) relativ zur Trägerfläche (4) aufweist, an die die Sprüh- oder Schleudervorrichtung (2) angekoppelt oder ankoppelbar ist.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfläche (4) von einer Innenfläche einer zu sanierenden Rohrwandung gebildet wird, wobei die Sprüh- oder Schleudervorrichtung (2) in Richtung der Rohrlängsachse (M) bewegt wird.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfläche (4) von einer Formfläche gebildet wird, die aus magnetisch wirksamem und/oder magnetisch unwirksamem Material gebildet ist.
Anwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf eine auf der Trägerfläche (4) gebildeten Trennschicht aufgesprüht oder aufgeschleudert wird und nach ihrem Aushärten als selbsttragendes Formteil zur Verfügung gestellt wird.